Grupos comerciales del sector eléctrico de EE. UU. señalan crisis crítica del acero eléctrico

Nueve grupos comerciales, incluidos cuatro que representan al sector eléctrico, han instado a la administración Biden a priorizar acciones que apoyen la producción nacional de acero eléctrico, advirtiendo que la escasez está contribuyendo a desafíos "significativos y persistentes" en la cadena de suministro.

Los grupos, que incluyen el Edison Electric Institute (EEI), la American Public Power Association (APPA), la National Rural Electric Cooperative Association (NRECA) y GridWise Alliance, en una carta al presidente Biden el 22 de mayo dijeron que un "sostenible suministro" de acero eléctrico es crucial para la seguridad nacional y económica de los Estados Unidos.

La carta también fue firmada por Alliance for Automotive Innovation, National Association of Home Builders, Leading Builders of America, International Brotherhood of Electrical Workers y National Electrical Manufacturers Association.

"Para cumplir con los ambiciosos objetivos y visiones de la Ley de Inversión en Infraestructura y Empleos (IIJA) y la Ley de Reducción de la Inflación (IRA), es vital que el gobierno federal reconozca y apoye la producción nacional de acero eléctrico para satisfacer la demanda sin precedentes de iniciativas de resiliencia y modernización de la red y electrificación", escribieron los grupos.

El problema es que la demanda interna de acero eléctrico está en su punto más alto. El acero eléctrico es una aleación de silicio laminada plana: el silicio se agrega al acero para incluir una mayor resistividad, alta permeabilidad y baja pérdida por histéresis. También se le conoce como acero al silicio, acero para laminación o acero para transformadores.

Las categorías más destacadas incluyen aceros eléctricos de grano orientado (GOES), que es acero de grano orientado laminado en frío que generalmente comprende aleaciones de hierro y silicio; y acero eléctrico de grano no orientado (NOES). GOES, que está especialmente laminado y tratado térmicamente para producir un grano uniformemente orientado para mejores propiedades magnéticas, se usa principalmente para aplicaciones que transportan y transforman energía mecánica en energía eléctrica, principalmente en transformadores (donde la pérdida de energía o núcleo es crítica).

El mercado de GOES en 2020 estuvo dominado principalmente por los grandes transformadores de potencia (LPT), que son componentes de red críticos masivos que pueden pesar hasta 400 toneladas. NOES, mientras tanto, se usa más comúnmente en motores y generadores eléctricos, pero también en algunos transformadores más pequeños.

Sin embargo, el acceso nacional a los aceros eléctricos de grano orientado (GOES) está extremadamente restringido. Actualmente, EE. UU. depende de un productor nacional de GOES y NOES: AK Steel, una subsidiaria de Cleveland-Cliffs, con sede en Ohio, el mayor productor de acero laminado plano de América del Norte. AK Steel produce GOES y NOES en Butler Works en Pensilvania y Zanesville Works en Ohio.

En los últimos años, la empresa ha luchado por mantener la rentabilidad, en parte debido a años de presión por las importaciones de bajo costo de los materiales. En 2018, el Departamento de Comercio impuso un arancel del 25 % a las importaciones de productos de acero, reduciendo drásticamente las importaciones de GOES. Pero aunque Comercio inició en 2020 otra investigación de la Sección 232 sobre productos derivados de GOES, no ha actuado sobre sus hallazgos.

Fuera de EE. UU., en 2020, Comercio identificó 13 fabricantes de GOES: cuatro estaban en China, dos en Japón y otros en Alemania, India, Polonia, República Checa, Rusia, Brasil y Corea del Sur. Sin embargo, solo un número limitado de fabricantes es capaz de producir GOES de alta permeabilidad. En una hoja informativa de diciembre de 2022, el Departamento de Energía (DOE) sugirió que EE. UU. no puede satisfacer la demanda interna de nuevos transformadores de potencia grandes (LPT) con un solo fabricante nacional de GOES.

Para agravar el problema, los transformadores de distribución de energía (DPT) y los LPT tienen un suministro crítico en los EE. UU. Las partes interesadas de la industria energética han sugerido que una crisis de suministro prolongada, exacerbada por las limitaciones del acero eléctrico, ha cuadriplicado los tiempos de espera para los DPT, de tres a seis meses. antes de 2022 a uno o dos años. Los tiempos de espera para los LPT son actualmente de dos años o más.

Si bien las compañías eléctricas han actuado para detener la posible escasez, un "Equipo Tigre" de la industria y el gobierno se reunió para proporcionar al DOE datos sobre las existencias de transformadores de distribución existentes, lo que sugirió que el 90% de las compañías eléctricas propiedad de inversionistas informaron un riesgo de quedarse sin "completamente" de al menos menos una clase de voltaje del transformador de distribución dentro de un mes. Además, la encuesta de Tiger Team encontró que los plazos de entrega para adquirir transformadores de distribución habían aumentado más del 400 % entre 2020 y 2022.

Eso ha afectado gravemente el desarrollo del proyecto. En comentarios del 4 de mayo, EEI señaló que la encuesta encontró que el 60% de las empresas propiedad de inversionistas han tenido que retrasar o cancelar proyectos programados debido a la escasez de transformadores de distribución.

Lo que agrega aún más complejidad a la crisis de la cadena de suministro es que el DOE en diciembre de 2022 propuso nuevos estándares de eficiencia energética que buscan exigir núcleos de acero amorfo para casi todos los transformadores de distribución producidos o importados a los EE. UU. a partir de 2027. Núcleos de transformadores de metal amorfo (AM) comprenden una aleación de hierro que incluye boro, silicio y fósforo en forma de lámina delgada. Según el DOE, el producto resultante es más delgado que GOES y tiene menores pérdidas en el núcleo, y alcanza la saturación magnética a una menor densidad de flujo. El DOE ha razonado que AM (que no se usa mucho en LPT) liberaría la competencia por el suministro de acero básico.

Metglas, el único fabricante de AM de EE. UU., durante una audiencia del DOE sobre la regla en febrero de 2023, señaló que actualmente tiene una capacidad de AM instalada para producir 45 000 toneladas métricas y puede aumentar fácilmente la capacidad a otras 75 000 toneladas métricas en 30 meses. Sin embargo, durante esa llamada (transcripción completa de la audiencia), Michael Howard, director ejecutivo de Howard Industries, el productor más grande de transformadores de distribución en los EE. UU., sugirió que las capacidades actuales de suministro de AM todavía son muy deficientes. "No hay suficiente capacidad amorfa en el mundo para manejar el mercado actual", dijo.

Howard Industries, en comentarios complementarios enviados al DOE en marzo, estimó que los nuevos estándares darían como resultado un aumento del 60 % en la demanda de acero al silicio o un aumento general en la demanda de 600 millones de libras de AM. "El suministro mundial total disponible actual de [acero] amorfo es de alrededor de 400 millones de libras, y el suministro total disponible en los EE. UU. alcanza un máximo de solo 90 a 100 millones de libras", dijo. "Si todo el acero amorfo se compra a nivel nacional, esto se traduce en un aumento del 500% en la producción para satisfacer la demanda bajo los nuevos estándares de eficiencia".

Otros segmentos de la industria también han rechazado enérgicamente los estándares. En una carta del 27 de marzo de 2023, el Instituto Estadounidense del Hierro y el Acero (AISI, por sus siglas en inglés) le dijo sin rodeos al DOE que la regla propuesta tendría el efecto de "requerir que todos los transformadores sean rediseñados y que todas las líneas de fabricación sean reequipadas para soportar los núcleos de transformadores producidos de cinta de metal amorfo (AM) en reemplazo de [GOES] para 2027".

Además, el grupo señaló: "El metal amorfo es un material extremadamente frágil que los fabricantes de transformadores no han probado ni utilizado en gran medida. Además, el suministro existente de este material alternativo y el sustrato necesario para producirlo provienen del extranjero".

El grupo también enfatizó: "La propuesta de reemplazar la demanda de materiales GOES en los mercados de transformadores por la de AM podría resultar en la eliminación de la producción nacional de GOES en general".

En su carta al presidente Biden del 22 de mayo, los nueve grupos comerciales subrayaron el impacto de la crisis de la cadena de suministro en la confiabilidad. "La disponibilidad limitada de acero eléctrico de fabricación nacional plantea desafíos para la adopción generalizada de vehículos eléctricos, retrasa los plazos para que las empresas de servicios públicos restablezcan la energía después de los desastres naturales y es un factor que contribuye a un inventario insuficiente de transformadores de distribución para satisfacer la demanda de nuevos hogares y construcción comercial", escribieron.

Los grupos señalaron que, si bien dos fabricantes nacionales de GOES no identificados se comprometieron a aumentar la producción de GOES, "incluso con esta producción ampliada, los niveles de suministro interno seguirán siendo muy bajos para cumplir con los objetivos de electrificación y satisfacer la demanda creada por IIJA e IRA". Mientras tanto, la regla propuesta por el DOE podría "cambiar el mercado y el proceso de fabricación", dijeron.

Los grupos instaron al presidente Biden a trabajar con el Congreso para "asignar los recursos financieros necesarios para apuntalar el suministro interno". El gobierno federal podría "garantizar la compra de GOES y NOES hasta una cantidad definida, según lo necesiten las industrias eléctricas críticas, para servir a una economía más electrificada e incentivar la expansión de la capacidad de fabricación", dijeron.

Como primer paso, la administración podría convocar una "Cumbre de acero eléctrico" para facilitar una discusión estratégica sobre los desafíos actuales para sostener y aumentar la producción nacional de acero eléctrico, sugirieron.

"La Cumbre reuniría a usuarios y fabricantes de acero eléctrico, como empresas eléctricas, fabricantes de productos eléctricos, fabricantes de automóviles, fabricantes de acero, sindicatos, constructores de viviendas y otros para ayudar a resolver la crisis actual de la cadena de suministro que amenaza tanto la seguridad nacional como la economía. perspectiva para los Estados Unidos y cumplir con los objetivos de esta Administración para la electrificación y la descarbonización", dijeron.

—Sonal Patel es editor asociado sénior de POWER (@sonalcpatel, @POWERmagazine).

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